数字化实训--时尚之中显神奇

　　本网讯（通讯员/李建军）职业院校教学的一大特点，就是能力本位的实际操作训练，简称实训。数字化实训，听起来就那么时尚、前卫，实际中果真蕴含着无穷的奥秘与神奇，在天津市机电工艺学院的数字化工厂，我们就领略了这一脱胎于现代制造业发展模式的新事物，着实令人大开眼界、大呼过瘾！
　　数控流行已多年
　　到职业院校学数控，早已成为莘莘学子的不二选择。现如今，无论是国有企业，还是三资企业，哪怕是小小的民企，都引进了各式各样的数控设备。大约10年前，官方的统计就给出全国数控技能人才60万缺口的数据；直到今天，这方面的人才供不应求的局面依然未见缓解。
　　于是乎，就像当年一窝蜂办财会班、酒店管理专业一样，大家争相办数控，有的学校弄来那么三两台设备，也敢招收几百名学生，结果3年下来，恐怕连机器性能都根本了解不了。一位考生家长向笔者询问："忽然间几乎所有职业院校都办起了数控专业，只是不知道这'数控'到底是个什么技术，哪家院校的实力是最强的。
　　我心想，你还真找对人了："机电工艺学院是天津市第一家设置数控技术专业的中等职业院校。1996年，他们率先创办了数控车工专业，1998年投资200万元建成数控技术训练中心，再到如今建成天津市中等职业院校中规模最大的校内实训基地。由一开始的10台普通车床改装的单片机，发展为拥有197台套各类数控设备的现代化技能人才培养基地。笔者在该学院的校内实训基地中看到了这197台套数控设备，其中包括各种数控车床143台、数控铣床33台、数控加工中心21台。如此精良的设备，着实令人羡慕与赞叹。
　　把数字技术应用于机械加工，是先进装备制造业的前沿技术，在一些发达国家已经发展为主流技术，其在我国的普及速度也相当快。机电工艺学院数控专业名师吴云飞告诉笔者："数字技术的应用，就相当于在数控加工设备上，赋予其一个灵便的大脑。操作者先依据加工件的形状、尺寸及技术要求，将实施加工的程序以'数字'的形式输入其中，这个大脑就可以操控着自己的躯体完成加工任务了。
　　吴老师继续介绍到："数控技术最大的优势是将普通机床的线性控制转变成平面控制或立体控制，也就是说加工刀具的刀尖轨迹可以在X、Y、Z三个坐标中游弋，从而实现特型面的加工，这在以往几乎是不可想象的。"笔者在机电工艺学院目睹了学生的作品，不乏"天塔"、"凤凰涅盘"、"奥运福娃"、"水立方"和"变形金刚",个个巧夺天工，令人唏嘘赞叹！
　　我们感到，机电工艺学院数控实训场的一条宣传标语颇有意境：数字集成，三维空间万物生；程序变幻，大千世界全掌控。
　　智能运作与管控
　　诸如数字电视技术取代模拟信号、智能手机淘汰按键手机一样，数字化实训再现的是数字化企业生产的智能运作与管控。数字化实训搭建的产品设计、生产制造、质量管理平台，实现了实训教学的全数字化。表述的通俗一点，就是依托于计算机技术的智能化实训。
　　数字化实训实现了各个实训场设备的网络化管理，借助管理平台实现计算机和机床的数据通讯，还可利用数字化手段监控学生的实训过程，实现设备以及实训场的全面监控，保障实训教学的安全性。笔者在该学院1号实训楼和5号实训楼看到了设置在此的触摸屏查询终端，据介绍，教师和学生可以通过管理平台，查询实训过程相关的数据信息，体验企业最新的生产模式，实现与企业相一致的生产现场布局和管理模式，使学生在实训时有了身临其境的感觉。
　　在数字化设计制造体验中心--产品全生命周期管理（PLM）体验中心，学生们可以进行体验课、软件应用课和综合实训课的学习。通过体验加工流程，使学生对自己所学专业在企业中的应用形成整体认识，培养学习兴趣。通过学习各类应用软件，强化学生的动手操作能力。
　　在综合实训课的教学设计上，该院采用基于企业工作过程的教学模式，将学生分成小组，通过分别完成相应的任务，以任务引领的方式实现"做中学、学中做".通过综合训练项目，模拟企业生产环境，让学生在毕业设计、CAD/CAM技术数控编程与加工实训等培训中，将理论知识和生产实践有机结合，体验企业从订单、设计、工艺、加工生产及管理的全过程，理解部门之间的相互关系及如何协同配合，增强学生的感性认识，培养团队合作精神，使学生能够快速胜任就业后的工作环境。
　　一句话，PLM体验室完全能够实现对数控加工流程的模拟、设计、体验、仿真、加工和检测等程序，对学生提高技能水平有着重大现实意义。
　　四大功能显神奇
　　在数字化工厂情境下，学生的实训更加贴近企业生产实际，其四大功能可以确保校内实训与社会企业的零距离对接。
　　数字化设计制造体验中心（PLM），给学生们带来的是完全企业化的生产和管理感受。进入体验中心，首先可以看到，这里的桌椅摆放就明显区别于以往的教室，这里采用的是"小组围坐式",如此设计完全是为了模仿企业的工作环境，在教学活动中模拟企业的工作场景，引入设计、工艺、编程、管理等角色，让学生在学习中体验企业部门的不同角色，提高学生的综合实力。关于学生的实训课题，则通过引入企业的典型产品为主，搭建校企合作平台，让学生融入企业工作流程，尽快适应企业的工作模式。
　　以DNC通讯功能为支撑，实现数字化工厂的车间管理，无疑是数字化生产的优势之所在。在以往的数控教学中，学生主要以手工编程为主。手工编程固然是数控编程人员的基础，但是手工编程并不能满足目前加工制造业多品种、小批量的生产模式。面对结构复杂、精度要求高的零件，计算机自动编程的优势就立即凸显出来。
　　然而，计算机编程程序量大，程序的输入对机床操作人员来说，工作量随之加大了，最突出的问题是很容易因输入错误造成废品。所以说，程序的通讯传输功能就显得十分重要，以往手工输入程序需要20分钟，现在依托DNC通讯只需30秒；而且程序量越大，效率就越明显，最大限度地提高了零件的加工效率。
　　该院的数字化工厂，实现了5个车间161台机床的DNC传输。教师对经过审核的加工程序直接发送到指定机床，学生实际加工程序也可以上传给教师。如今，学生借助信息化平台进行实训，一方面通过学习相应的编程软件提高了编程能力，另一方面通过搭建的机床网络，杜绝了因手工输入错误而造成的废品及机床损坏，在提高安全系数的同时，节省了非加工操作时间，学生从中体会到加工效率的重要性。
　　在数字化工厂里，还设有一体化讨论区，这是通过机床视频采集实现的。职业院校实训教师都有这样的体会，在实训教学中"说破嘴不如做一回",操作演示是知识传授行之有效的手段。数控机床的操作空间有限，教师在演示时，学生"围观"现象普遍存在，一来加大了教学难度，教师需要分批组织学生观看，二来教学效果深受影响，更不便于集体讨论。该院的数字化工厂，实现了5个车间5台机床的内、外视频监控。教师授课时，可实现机床实时监控，解决"围观"现象。视频资料可点评、可存储，累积丰富的教学资源。教学环境的改变，促进了教学模式的改变，收到更好的教学效果。
　　通过车间视频采集，实现了数字化工厂的可视化管理。目前，该学院在13个车间设置了15个摄像监控点。对实训现场进行全方位、多角度的视频采集，便于教师对学生实训情况进行全面了解，提高学生的安全生产意识，使学生不出校园就可以体验到现代化制造车间的生产、管理模式。值得一提的是，这套系统在2012年、2013年两届全国职业院校技能大赛中职组现代制造技术技能比赛时，为各代表队提供了视频观摩条件，更加提升了大赛的透明度。